Обоснование и разработка процессов и машин для раздельной уборки льна-долгунца

Установлено, что влияние способов уборки на качество и сбор семян незначительно. Следует также отметить, что по результатам анализов, проведенных Государственной семенной инспекцией по Костромской области, увеличение продолжительности нахождения семенных коробочек на стеблях в ленте с 5 до 12 дней и прошедшие в эти периоды дожди (1997, 2003 и 2004 годы) не оказали отрицательного влияния на качество и фитосанитарное состояние семян. Отмеченные факты свидетельствуют о том, что применять раздельный способ уборки без заметного снижения качественных показателей льносемян возможно также и при некотором ухудшении погодных условий.

Влажность вороха, поступавшего от подборщиков-очесывателей, за счет естественной подсушки растений в поле была в 2…3 раза меньше, чем при комбайновом способе. При этом за 5…11 дней нахождения вытеребленных растений на поле в лентах влажность семенных коробочек, стеблей и сорняков уменьшалась в среднем, соответственно, в 4,57, 3,19 и в 2,32 раза. При этом следует отметить, что в отдельные годы с устойчивой сухой погодой (1996 и 2005 г.г.) искусственная сушка вороха при раздельной уборке не требовалась.

2. Экономическая эффективность технологии раздельной уборки льна. Результаты экономических расчетов показывают, что применение комбинированной технологии с использованием комплекса машин для раздельной уборки, реализующих технологические процессы, позволит льносеющим хозяйствам получать ежегодно экономический эффект на каждых 100 га посевов льна в размере от 71335 рублей при урожайности тресты – UT = 1 т/га и использовании технологии раздельной уборки на 30% площади – Кр = 30% до 566594 рублей при UT = 4 т/га, Кр = 70 %. При наличии благоприятных условий применение технологии раздельной уборки льна на всех площадях даст экономический эффект в размере 848 тыс. руб. на каждых 100 га.

3. Энергетическая оценка технологии раздельной уборки льна-долгунца.

Энергетический анализ показал, что максимальные затраты энергии (Э=10420 МДж/т) на уборку льна-долгунца требуются при реализации комбайновой технологии (Кр=0 %) на полях с низкой урожайностью волокнистой продукции (UТ=1 т/га). Применение комбинированной технологии с ростом доли раздельного способа и повышением урожайности тресты заметно снижает указанные затраты.

Дополнительное оборачивание лент стеблей, необходимое для сохранения качества волокнистой продукции при высокой ее урожайности и неблагоприятных погодных условиях, повышает энергозатраты на 763,3 МДж/га. Несмотря на это, экономическая целесообразность данной операции доказана в разделе диссертации 6.2.3.

Таким образом, решающими факторами в эффективности льноводства являются применение комбинированной технологии уборки льна и урожайность продукции. Причем, эффективность отрасли будет тем выше, чем больше доля посевных площадей, в соответствии со складывающимися погодными условиями, будет убрана по раздельной технологии с применением представленного комплекса машин для ее реализации.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. По результатам современных экономических исследований наиболее предпочтительной является интегральная технология комбинированной уборки. Указанная технология при соответствующих погодных условиях предполагает начало уборочных работ по раздельной технологии в фазу ранней желтой спелости льна для получения высококачественного волокна (до 70% площадей) с подключением в фазу желтой спелости комбайновых агрегатов для получения качественного семенного материала.
2. Наибольшее влияние на показатели работы льноподборщиков оказывает качество разостланных лент стеблей. Результаты наблюдений показали, что из-за наличия различных дефектов лент потери стеблевой массы при комбайновой уборке могут достигать 19 %, а при раздельной технологии к тому же еще добавляются потери семенной части урожая (так же до 19 %). Большинство выявленных дефектов возникает по вине пассивно работающего расстилочного щита льноуборочных машин.
3. С целью повышения качества и увеличения сбора продукции разработаны новые технологические процессы технологии раздельной уборки льна, которые включают: плющение стеблей, принудительный расстил лент, ориентирование ленты льна перед подачей ее в очесывающий аппарат и комлеподбивание стеблей в ленте. Для реализации указанных технологических процессов разработан и создан комплекс машин: теребилка-плющилка льна ТПЛ-4К, подборщик-очесыватель льна ПОЛ-1,5К и оборачиватель-комлеподбиватель ОКП-1,5К.
4. Для повышения качества и выхода длинного волокна следует применять технологию раздельной уборки льна с плющением стеблей по всей их длине вальцами, вращающимися с разными окружными скоростями. При этом плющение стеблей возможно производить только с разрывом во времени — комлевую часть при тереблении растений, а вершинную непосредственно после очеса семенных коробочек. Для достижения наилучшего результата достаточно настраивать плющильные аппараты льноуборочных машин ТПЛ-4К и ПОЛ-1,5К на усилие сжатия плющильных вальцов — 2,5 кН с разностью их окружных скоростей — 0,214…0,428 м/с.
5. Для устранения дефектов лент льна необходимо устанавливать на все машины для раздельной уборки и льноуборочные комбайны устройство для принудительного расстила ленты стеблей льна одноременного типа. Установлено, что для надежного удержания ленты стеблей на заданной траектории при ее транспортировании к поверхности поля указанным устройством, необходимо на рабочей кромке его транспортирующего ремня нанести рифли и осуществить поджатие к ним стеблевой массы.
6. Копирование разостланной на поле ленты льна подбирающим рабочим органом льноподборщиков целесообразно производить по средней части ширины ленты. При таком способе наблюдаются наименьшие значения отклонений (ошибок копирования) подбирающего рабочего органа от заданных ординат на ленте льна (mТ = -7,60…+8,53 см; Т =3,97…5,21 см).
7. Наибольшая часть потерь урожая семян (до 11 % и более) обусловлена ошибками копирования искривлений ленты растений подбирающим аппаратом подборщика-очесывателя. Для уменьшения отмеченных потерь необходимо исправлять указанные ошибки путем применения в подборщике-очесывателе ПОЛ-1,5К устройства для ориентирования ленты льна перед подачей в очесывающий аппарат и повышать точность копирования за счет формирования прямолинейных лент при работе теребилки-плющилки ТПЛ-4К, оборудованной устройством для принудительного расстила.
8. Основным требованием, предъявляемым к работе гребневого очесывающего аппарата, является наиболее полное отделение семенной части урожая при минимально возможном отходе стеблей в путанину. Указанное требование выполняется при ширине зоны расположения коробочек в ленте ва=30 см и ординате вершинной части ленты льна относительно зажимного транспортера ув=53 см. При этом достигается почти 100 % чистота очеса и не более 3 % отход стеблей в путанину. Сформировать компактную зону ва расположения семенных коробочек в ленте льна возможно путем соблюдения высокого уровня агротехники. Постоянство ординаты ув вершинной части ленты растений на входе в очесывающий аппарат при работе подборщика-очесывателя ПОЛ-1,5К обеспечивается применением ориентирующего устройства, кинематически связанного с передвижным очесывающим аппаратом. С этой же целью необходимо создание прямолинейных лент за счет их принудительного расстила при работе теребилки ТПЛ-4К.
9. Для эффективной работы ориентирующего устройства необходимо уменьшать скорость его конвейеров до 1,54 м/с, а угол наклона стола к поверхности поля увеличивать до 60. В этом случае при работе подборщика-очесывателя ПОЛ-1,5К на увлажненных лентах (f = 1,1…1,2) увеличение ширины конвейеров будет способствовать интенсификации процесса ориентирования ленты льна. На более сухой ленте влияние ширины конвейеров незначительно.
10. Ориентирующее устройство подборщика-очесывателя ПОЛ-1,5К производит практически полную фильтрацию спектра дисперсий, соответствующих частотам от 0,045 до 1,22 с-1. Указанные колебания сформированы ошибками копирования ленты льна подбирающим аппаратом. Оставшийся спектр дисперсий имеет очень низкий диапазон частот и обуславливается изменением ширины ленты (высоты стеблестоя) по длине гона.
11. Устранение растянутости стеблей в слое (в ленте) целесообразно выполнять при оборачивании лент, когда стебли в них менее повреждены и не перепутаны. Для этого разработан оборачиватель-комлеподбиватель ОКП-1,5К, который имеет в своей конструкции конвейерный комлеподбиватель наклонного типа. Для качественного выполнения процесса комлеподбивания угол наклона стола комлеподбивателя должен быть 60° к поверхности поля, угол наклона комлеподбивающего конвейера — 7°, скорость транспортирующих конвейеров — 1,5 м/с, а их длина — 1,15 м, радиус двухроликового активатора должен равнялся 0,043…0,048 м, а частота ударов комлеподбивающей поверхности — =9 удар./с. Для устранения излишней растянутости ленты достаточно нанести 2…3 удара по комлям стеблей в направлении их продольных осей со скоростью 1,4…2,43 м/с.
12. При увеличении количества технологических воздействий на ленту льна комплексом машин, оборудованных УПР, она становится более прямолинейной. Наиболее интенсивно процесс выпрямления ленты стеблей происходит при её оборачивании машиной ОКП-1,5К. Причиной тому является наличие активного комлеподбивающего рабочего органа в комплексе с принудительным расстилом. Об этом свидетельствуют увеличения интервалов корреляции до 9,2…10,2 м процесса изменения кривизны ленты при первом оборачивании и до 11,2 и 10,8 м при втором и третьем соответственно. При этом также происходит сужение спектра дисперсий в низкочастотной области с с = 0,29…0,32 м-1 до с = 0,06 м-1 с уменьшением в 2…3 раза амплитуд колебаний на всем исследуемом диапазоне частот.
13. Эксплуатировать подборщик-очесыватель ПОЛ-1,5К следует на лентах, сформированных и разостланных теребилкой-плющилкой ТПЛ-4К, оборудованной УПР, что повышает его производительность c 0,68 га до 0,88 га в час оперативного времени.
14. При раздельной уборке льна за счет ранних сроков теребления растений, плющения стеблей, оборачивания лент в момент их подбора и очеса качество тресты повышается в среднем на 2,72 сортономера (со среднего номера 1,14 при комбайновой уборке до 1,82 при раздельной), увеличивается выход длинного волокна на 3,86 % и повышается его качество (со среднего номера 10,40 при комбайновой уборке до 13,16 при раздельной). Влияние способов уборки на качество и сбор семян незначительно.
15. Увеличение продолжительности нахождения семенных коробочек на стеблях в ленте с 5 до 12 дней и прошедшие в эти периоды дожди (1997, 2003 и 2004 годы) не оказали отрицательного влияния на качество и фитосанитарное состояние семян. Поэтому рекомендуется применять технологию раздельной уборки без заметного снижения качественных показателей льносемян также и при некотором ухудшении погодных условий. Влажность вороха, поступавшего от подборщиков-очесывателей, за счет естественной подсушки растений в поле в 2…3 раза меньше, чем при комбайновом способе.
16. Решающими факторами в эффективности льноводства играют применение интегральной комбинированной технологии уборки льна и урожайность UT продукции (тресты). При чем эффективность отрасли будет возрастать с увеличением доли Кр посевных площадей, убранных по раздельной технологии. Применение комбинированной технологии с использованием комплекса машин для раздельной уборки, реализующих новые технологические процессы, позволит льносеющим хозяйствам получать ежегодно экономический эффект на каждых 100 га посевов льна в размере от 71335 рублей (UT=1 т/га, Кр=30%) до 566594 рублей (UT=4 т/га, Кр=70 %). При наличии благоприятных условий применение технологии раздельной уборки льна на всех площадях (Кр = 100%) увеличит указанный эффект до 809421 руб. Дополнительное оборачивание лент с комлеподбиванием в них стеблей повышает годовой экономический эффект на каждых 100 га от увеличения выхода длинного волокна (+1 %) в среднем на 4,5 %. При этом максимальное значение указанного показателя возрастает с 809 до 848 тыс. руб. (UT=4 т/га, Кр=100 %).
17. Максимальные затраты энергии (Э=10420 МДж/т тресты) на проведение уборки льна-долгунца требуются при реализации комбайновой технологии (Кр=0 %) на полях с низкой урожайностью волокнистой продукции (UТ=1 т/га). Применение комбинированной технологии с ростом доли раздельной уборки и повышением урожайности тресты заметно снижают указанные затраты.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: